平垫片的制作方法

平垫片的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种平垫片，尤其诸如那些用在机动车结构中的平垫片。例如，这样的平垫片能够被用作内燃机的排气管道的垫片、汽缸盖垫片、或者液压系统控制板。液压系统控制板，诸如变速器控制板，除了具有流体控制功能外还同时具有密封功能。
【专利说明】平垫片
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种特别是用在车辆中的平垫片。例如，这种平垫片在内燃机的排气管路中被用作垫片、用作汽缸盖垫片或者也被用作液压系统的控制板。液压系统的控制板(例如，变速器控制板)除了具有流体控制功能外还具有密封功能。
【背景技术】
[0002]平垫片通常具有多层的结构。所使用的第一层通常为隔层，由于隔层的预定的厚度，隔层在通过平垫片互相连接的两个部件之间形成了特定的间距。作为另一层的第一垫片层可被置于该第一隔层的上部，该第一垫片层可例如包括诸如焊道或涂层的密封元件。这样的垫片层提供在通过平垫片互相连接的部件之间的实际密封，且在下文中被称作密封层。还增添另外的层。
[0003]采用这样的多层平垫片，至少为了运输，各个层都需要彼此连接，直到最后的安装，使得平垫片可作为一个单元被处理。为了该目的，这些层常常彼此焊接或者铆接在一起、或者通过折叠这些层的边缘而彼此连接。
[0004]这些常规的连接技术具有多个缺点。实践表明，借助焊接点的层的互相连接总是导致焊接溅射，该连接在平垫片安装后变松且可引起在平垫片或者相邻的部件中的通道口的阻塞。此外，焊接方法仅可以适于未涂覆的垫片层。
[0005]在铆钉区域中两个垫片层使用铆钉的互相连接，导致在垫片层上的铆钉的变厚或局部突出。另外，铆接总是导致碎屑的形成，这些碎屑可被携带到平垫片或者相邻部件的通道口处。最后，铆钉连接需要使用额外的部件(即，铆钉)和额外的连接步骤。
[0006]相邻的垫片层的互相连接的边缘的折叠需要通过台阶、通过倾斜的路线、或者通过特制的凹槽等专门设计相邻层的外缘。这增加制造工具的工作量。此外，这样，垫片层仅仅可在它们的外缘处彼此连接。折叠也导致在具有折叠的边缘的区域内平垫片的增厚。
[0007]如果通过冲压连接而使层彼此连接，则也存在这样的情况。这适用于无铆钉铆接的有关方法。

【发明内容】

[0008]因此，本发明的目的是提供一种多层平垫片，其中，各个垫片层在无增厚和无杂质(如碎屑或磨损物)的情况下充分地彼此连接。本发明的另一目的为提供一种用于连接多层垫片的层的方法，该方法可使用简单且成本效益高的工具以简单且高成本效益的方式实现，且该方法不会导致平垫片的增厚或污染，而且提供了各个垫片层之间的充分连接。
[0009]通过根据权利要求1的平垫片、根据权利要求8的方法、以及根据权利要求11的用途来实现该目的。在各个从属权利要求中，给出了根据本发明的平垫片的有利实施方式以及根据本发明的方法的有利实施方式。
[0010]在本文中，在排气管路中的垫片以及内燃机的汽缸盖垫片将被作为根据本发明的平垫片的示例。根据本发明的平垫片的另一示例为液压系统的控制板，尤其是例如用于车辆的变速器的变速器控制板。在所有的示例中，平垫片采用根据本发明的连接方法来制造，其中，在它们的运输直到最后安装平垫片期间，这些层中的至少两个层被充分地彼此连接。[0011 ] 根据本发明，平垫片至少包括第一金属层和第二金属层。作为第一层，例如可提供隔层，同时，底层可布置在隔层的下面作为第二层或者顶层可被布置在隔层的上面作为第二层。这样的底层或顶层可被设计成密封层。该密封层可包括密封元件，例如弹性涂层或密封焊道。
[0012]根据本发明，这两个金属层(也可以是另外的金属层)通过至少一个连接部被彼此连接。
[0013]为此，第一层包括一个边界且第二层具有与该边界相邻的至少一个自由边缘，该自由边缘高于或低于该边界。第二层的自由边缘被弯曲，使得其在第一层的层厚内至少部分地邻近该边界延伸。作为替选方案，自由边缘也可以显著的方式被弯曲，使得第一层I的与第二层2远离的一侧至少部分地、部分地、或者全部地在第一层I的层厚之外延伸。换句话说，第二层的自由边缘被弯曲成，使得其在第二层内至少部分地延伸、或者在第二层的与第一层远离的另一侧上至少部分地延伸。
[0014]因此，第一层的边界被设计成使得自由边缘在自由边缘的区域内从上方或从下方与第二层重叠，且这样以锁合连接的方式保持第二层。如果自由边缘在第一层内延伸，则从两侧的重叠是可以的。如果自由边缘全部地或者部分地在第一层之外延伸，由此，如果第二层的弯曲部贯穿第一层以形成自由边缘，则第一层能够仅在第一层的平面内从一侧与自由边缘重叠，但是这种方式防止了第二层从第一层脱离。
[0015]这样的连接部可例如以这样的方式生产:首先使用成形方法使自由边缘弯曲，随后，第一层的边界以这样的方式被挤压:第一层的边界的材料在自由边缘的上方和/或自由边缘的下方流动，使得该第一层的边界的材料在自由边缘上方和/或下方越过边缘。利用这种越过，如果在自由边缘的上方或下方发生重叠，则产生在一个方向上的锁合配合。如果在自由边缘的上方和下方都发生重叠，则实现与层的平面正交的方向上的完全锁合配合。当第二层被弯曲使得自由边缘位于第一层的厚度内时，同时实现了在层的平面内的锁
I=I nLi I=I O
[0016]利用这样的连接部，可以产生充分固定平垫片的多个层的的运输。有利的是，利用根据本发明的这样的连接，不产生磨损物或碎屑，使得避免了污染以及能够满足对于根据本发明的平垫片的清洁度要求。
[0017]另外，根据本发明的连接方法防止在连接部的区域内的局部增厚，使得连接部也可定位于平垫片的压缩区域内。除了别的之外，这是在第一层的平面内的有创造性的冲压几何形状产生的结果。
[0018]进一步有利的是，不需要诸如铆钉的额外的连接元件。因此，该连接方法是简化的且成本效益更高的。
[0019]根据本发明的连接部仅仅需要小的空间且也可被最小化。它不仅可以被用于层的内部区域，而且还可被用于层的外边缘处。这种可变的定位使得能够以最佳的且高成本效益的方式互相连接这些层。
[0020]与焊接相比，根据本发明的连接技术不限于未涂覆的或部分涂覆的垫片层，也可用于全部涂覆的层。[0021]根据本发明的连接方法的区别之处还在于非常简单的工具几何形状。根据本发明的连接方法所需的全部孔可以与其余的孔一起冲孔。可执行所有的成形步骤，由此实现在多个步骤中的第二层的自由边缘的弯曲以及第一层的边界的压缩。然而，对于这一点，也可以使用非常简单的工具实现连接程序的两个步骤的，使得仅需要一个加工步骤。
[0022]由于根据本发明的连接方法不需要额外地预处理层，故在这些层的实际连接期间可实现该连接方法中的所有连接步骤。
[0023]根据本发明的方法实现穿过单个点的连接，其中，利用第一层的边界在第二层的自由边缘上的两侧重叠，实现了两侧的锁合配合，或者仅仅利用单侧重叠，建立了在一个方向上的锁合配合。在后者的情况下，如果需要，则可实现这些层穿过多个连接部的完全连接以及确保这些层不相对移动。
[0024]根据本发明的方法不需要压花工具的任何内部结构，且本身在平面内与方向无关。由于其简单的设计，其适于从原型产品快速过渡到系列产品。
[0025]在特别有利的实施方式中，第二层包括桥形部，该桥形部的外边缘作为自由边缘至少部分地与第一层的边界相邻地延伸。如果第一层还包括通道，则该通道的周边被形成为第一层的上述边界，于是第二层的桥形部可以合适的方式弯曲且通过第一层的通道的边界从外边缘处重叠。
[0026]桥形部的几何形状能够进行任意的变化。有利地，桥形部具有直的形状、弯曲形状、圆形形状、拐角形状、椭圆形状或者其他形状。桥形部有利地被形成为:相对于其纵向轴线和/或横向轴线对称、或者也可围绕其中部或者相对于桥形部的另外位置旋转地对称。这种对称的桥形部和对称的连接部允许工具的特别简单的设计、特别简单的处理以及进一步地用于各个层的不取决于方向的连接。
[0027]有利地，根据本发明的方法可以形成具有多于两个垫片层(例如具有隔层、盖板、底板、上文提到的最后两个层，例如，形成密封层以及筛网层，例如，金属编织层)的平垫片。隔层也可由多个金属板构成。这些筛网目的在于保持污染物。
[0028]在该情况下，可利用根据本发明的连接部连接两个成对的相邻层，使得最终形成平垫片的互相连接的金属层的复合体。连接部也可延伸穿过多于两个层，例如一个层的自由边缘可穿过在一个或多个相邻层中的通道，或者更精确地讲穿过在一个或多个相邻层中的通道而被弯曲，且与布置在包括这些通道的层之后的另一层的边界重叠。
[0029]还可以是，多个相邻的垫片层或者彼此相对的垫片层包括自由边缘，所述垫片层被弯曲使得它们通过另一垫片层的边界而接合地重叠。
[0030]如果对于垫片层的不同组合提供多个连接部，则由于这些连接部不会造成层的增厚，故这些连接部可在与这些层的平面正交的方向上布置成相互叠置。
[0031]然而，还可以以这样的方式将连接部布置在不同的垫片层中:它们在层的平面内相对于彼此移位。在定位有不同的连接部的平面到一个公共平面的投影内，连接部不处于相同的位置。因此，由于连接部仅仅允许流体通过彼此连接的层的，且至少一个另外的垫片层邻近连接部，其与连接部相邻表明没有通道从而确定正交于整个平垫片的垫片平面的密封性，故可设计相对于与垫片平面正交的方向以流体密封的方式由多个垫片层构成的平垫片。
[0032]为了层的最佳互相连接，优选的是，第二层与第一层(如隔层)的连接部被极其规则地铺展在平垫片上方且彼此之间以及与平垫片的外边缘之间都具有距离。
[0033]然而，还可以将一个或多个连接部布置成靠近平垫片的外边缘。通过这样，优选的是，不仅可在与连接部紧邻的区域内切割第二层，而且可进一步延长该凹槽至虚拟地延伸的外边缘线，使得根据本发明的第二层的边缘表示第二层的外边缘的一部分。
[0034]利用根据本发明的平垫片，优选的是，第一层(例如，隔层)和第二层(例如，密封层)由钢板制成，尤其由碳钢板或者不锈钢钢板制成，或包含这些材料。在这方面，通常，密封层使用的材料的拉伸强度大于隔层的材料的拉伸强度。然而，密封层由弹性硬钢制成还是由非弹性硬钢制成，取决于相应的应用。对于隔层，通常使用拉伸强度<900N/mm2、优选<700N/mm2 的钢。
[0035]为了最佳的密封，优选地，至少一个垫片层至少在压花的密封元件的区域内的至少一个其表面上被涂覆。通常，至少在压花的密封元件的区域内以及在紧邻的区域内，在压花的密封元件的宽度的约一倍到两倍的宽度上，涂覆至少一个密封层的至少朝向隔层的表面。
[0036]就涂层而言，涂层尤其是包括以下材料中的一种或几种或者由以下材料中的一种或几种构成:FPM (偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物)、硅橡胶或者NBR橡胶(丁腈橡胶)、PUR(聚氨酯)、NR (天然橡胶)、FFKM (全氟弹性体)、SBR (丁苯橡胶)、BR (聚丁二烯)、FVMQ (氟硅酮橡胶)、CSM (氯磺化聚乙烯)、硅树脂和/或环氧树脂。通常，涂层此处不直接涂覆到垫片层的金属表面上。而是，为了提高涂层在金属表面上的粘合性，在涂覆真正的涂层之前涂覆底漆层。
[0037]关于在高压下的涂覆，有利地是，根据本发明的平垫片除了包括一个隔层外，还包括仅两个密封层。在该情况下，隔层被布置在两个密封层之间。在对应的密封层的远离隔层的表面上，被压入第一密封层的第一密封元件和被压入第二密封层的第二密封元件形成密封线，因此在相邻的部件中的液压流体的流动通道之间产生限制。这样的密封元件优选地为在密封层中形成的焊道，尤其U-形的全焊道和Z-形的半焊道。厚的隔层使各个密封层内的焊道隔开。
[0038]关于材料的使用，有利的是，根据本发明的平垫片，如液压系统的控制板，除了隔层外还包括仅一个密封层。此处，例如，通过被应用至隔层的远离密封层的表面的密封元件，尤其弹性材料线或者基于热固性聚合物的线，还可以在隔层的两侧上提供用于液压液体的流动通道。
[0039]有利地，这样的隔层具有的厚度大于相邻的密封层的厚度。优选地，隔层的厚度至少是相邻的密封层的厚度的两倍、优选三倍、最优选至少四倍。特别优选的是，隔层具有至少Imm的厚度。
[0040]根据本发明，被布置成与第一层相邻的第二垫片层的自由边缘被弯曲。因此，垫片层有利地具有从第二垫片层的平面伸出的一部分，该部分相对于垫片层的平面以锐侧角(即，图5中的侧角α)延伸，该锐角角度在10°和60°之间、优选在10°和40°之间、更优选地在15°和30°之间、或更优选地在10°和25°之间、更优选地在15°和20°之间。该成角度的区域的后面紧跟的是平行于第二垫片层的平面再次延伸的区域，使得后者区域的边缘整体上相对于第二垫片层的平面弯曲。
[0041]这样，可以确定:在各个垫片层的连接状态下，第二层的弯曲部以这样的方式到达第一垫片层的边界的区域内:即该弯曲部未伸出超过第一垫片层的远离该垫片层的表面。
[0042]有利地，根据本发明的连接部在其最大延伸方向上延伸2mm至10mm、优选延伸
3.5mm至7.5_。如果每个垫片层通过多于一个连接部被连接到相邻的垫片层，则是优选的。如果在桥形部的两个边缘上都实现了层互相连接，则将被认为仅仅是一个连接部。为了特别稳定的连接，第二垫片层的自由边缘的方向和第一垫片层的边界的方向与第二连接部的对应边缘不平行，而是相对于第二连接部的对应边缘成一定的角度。例如，如果使用三个连接部，则优选地边缘在各个连接部的自由边缘之间以约120°的角度延伸。利用四个连接部，连接部的自由边缘有利地以约90°的角度相对于彼此延伸。通常，在η个连接部的情况下，特别优选的是，在各个连接部的各个自由边缘之间的角度约为360° /η。如果出于空间原因不可能是其他布置，则很容易出现例如10°至20°的偏差。另一方面，还优选平行地布置连接部以平衡焊道的公差。
[0043]在本发明的一个实施方式中，第一层、尤其是隔层，在连接部的区域内具有弧形的凹槽。此处该弧形凹槽是由通过连接桥形部自第一层开始的无拐角的头部或冲头产生的。该无拐角的头部的边界充当第一层的边界，该边界与第二层(例如，密封层)的自由边缘重叠。
[0044]这样的实施方式示出了根据本发明的连接。然而，有利地，第一层、尤其是隔层，并不具有这样的弧形凹槽，该凹槽的弧形形状源自通过连接桥形部从第一层伸出的无拐角的头部或者冲头。
【专利附图】

【附图说明】
[0045]在下文中，给出了根据本发明的平垫片以及该平垫片的制造方法的一些根据本发明的实施方式。各个实施方式的各个特征不仅可与各个实施方式的所有其它特征一起执行，而且单个特征也可表示本发明的单个实施方式，而无需执行在权利要求1中所包含的实施方式的其它特征。在下文中，相同或相似的附图标记用于相同或相似的元件，使得在某种程度上不再重复说明。一些附图显示有框线，然而这些框线对于本发明没有意义。
[0046]在图中:
[0047]图1示出变速器控制板；
[0048]图2示出根据第一实施方式的连接部区域中的第一层；
[0049]图3示出根据第一实施方式的连接部区域中的第二层；
[0050]图4示出在未连接状态下的以层叠布置的根据图1和图2的第一层和第二层的俯视图/透视图；
[0051]图5示出沿着图4中的线A-A剖切连接部的剖面图；
[0052]图6示出沿着图4中的线B-B剖切连接部的剖面图；
[0053]图7示出在连接根据本发明的第一层和第二层之后的沿着图4中的线B-B的剖切连接部的剖面图；
[0054]图8示出在连接第一层和第二层之后的根据图7的以层叠布置的第一层和第二层的俯视图/透视图；
[0055]图9示出在连接之前根据第二实施方式的连接部的剖面图；
[0056]图10示出在连接之前根据第二实施方式的连接部的另一剖面图；[0057]图11示出在连接第一层、第二层和第三层之后的根据第二实施方式的连接部的另一剖面图；
[0058]图12示出在连接之前根据第三实施方式的连接部的剖面图；
[0059]图13示出在连接之前根据第三实施方式的连接部的剖面图；
[0060]图14示出在连接第一层和第二层之后根据第三实施方式的连接部的剖面图；
[0061]图15示出根据第四实施方式的连接部的俯视图/透视图；
[0062]图16示出根据第五实施方式的连接部的俯视图/透视图；
[0063]图17示出根据第六实施方式的第一层的连接部区域的俯视图；
[0064]图18示出根据第二实施方式的第二层的连接部区域的俯视图；
[0065]图19示出根据第六实施方式的连接部的第一层和第二层的俯视图/透视图；
[0066]图20示出根据第六实施方式的连接部的剖面图；
[0067]图21示出在连接根据第六实施方式的第一层和第二层之后连接部的剖面图；
[0068]图22示出根据第六实施方式的在连接之后的连接部的俯视图/透视图；
[0069]图23示出根据第七实施方式的变速器控制板的一部分的俯视图/透视图；
[0070]图24示出第二层的连接部的区域的四种不同的可能的示例性设计；
[0071]图25示出根据第八实施方式的在连接四个层后的连接部的剖面图；
[0072]图26示出根据第九实施方式的在连接之前的连接部的第一层和第二层的俯视图/透视图；
[0073]图27示出根据第十实施方式的变速器控制板的区域的俯视图/透视图；
[0074]图28示出根据第十实施方式的连接部的两个局部图的详细俯视图；
[0075]图29示出根据第十一实施方式的连接部的俯视图；
[0076]图30示出在第十二实施方式中的连接部的三个不同的示例性设计的剖面图；
[0077]图31示出根据第十三实施方式的连接部的剖面图；
[0078]图32示出根据第十四实施方式的连接部的俯视图；
[0079]图33示出用于根据第十五实施方式的液压系统控制板/变速器控制板的密封层的示例性涂覆的、焊道区域(beaded area)的剖面图；
[0080]图34示出根据第十六实施方式的连接部的剖面图；和
[0081]图35示出根据第十七实施方式的连接部的剖面图。
【具体实施方式】
[0082]图1示出三层的变速器控制板100的分解图，其尤其用于液压控制的车辆的变速器。同时，这样的变速器控制板具有密封功能，因此被设计成平垫片。
[0083]在图1中示出的变速器控制板100具有三层。隔层I被设置作为中间层，与该隔层邻近地布置第一密封层2和第二密封层3。通常，隔层具有的厚度远大于相邻的密封层的厚度。图1示出未安装状态的变速器控制板100，且层1、层2和层3没有被彼此固定。
[0084]变速器控制板100的各个层具有用于液压流体的通道口 101。在密封层2和3的面对隔层I的侧上以及在密封层2和3的远离该隔层的侧上布置有密封元件102，该密封元件局部设置有涂层103，该密封元件起到引导液压流体的作用。例如，这样的密封元件可以是焊道(全焊道或半焊道)或者弹性涂层。在变速器板的各个层上并且在这些密封元件102和涂层103之间还分别提供非涂覆区域104。
[0085]变速器控制板100的各个层通过连接部彼此连接，使得变速器控制板可作为单元被运输和处理。在安装状态中，随着变速器控制板被充分保持在两个部件之间，这些连接部具有的意义减小，在这两个部件之间，变速器控制板100将液压液体密封且有目的地引导液压液体。
[0086]下面的实施方式解释了变速器控制板的示例，然而，这些实施方式可直接转用到其它类型的平垫片，如，汽缸盖垫片或者排气歧管垫片，这些垫片也具有多层结构，该多层结构通常具有隔层和一个或多个密封层。
[0087]图2示出在根据本发明的第一实施方式的连接部的区域中作为第一层的支承层I的俯视图。在图2中，仅示出连接部8周围的部分。
[0088]支承层或隔层I在连接部8区域内具有凹槽10，在该实施方式中，凹槽10基本上对应矩形。两个纵边(即，较长的边)仅在矩形的四个角处具有缺口 13a、缺口 13b、缺口 13c和缺口 13d。
[0089]在层I内的凹槽10具有边界11，凹槽10在纵边处，大约在纵边的一半长度处具有附图标记12。如下文所示，为了与邻层的连接，至少部分地压缩凹槽10的外边界的区域12。
[0090]图3示出根据同一实施方式的作为第二层的密封层2的俯视图。在此处示出了与图2相同的在连接部8周围的部分。
[0091]密封层2在连接部8的区域内具有凹槽20a和20b，这两个凹槽依次通过桥形部23彼此隔开。从替选的观点看，密封层2具有凹槽，桥形部23从密封层2的一侧通过该凹槽延伸至密封层2的另一侧，并且该桥形部将凹槽分隔为两个部分20a、20b。
[0092]凹槽20a和凹槽20b都具有外边缘21，在中心部分的区域(在该区域内，外边缘21沿着桥形部23延伸)内，分别设有附图标记22。如下文所示，这些区域22充当用于将密封层2与隔层I连接的自由边缘的作用。
[0093]在如图1所示的变速器控制板100中，还可以类似地设计第二密封层3，以便还提供与隔层I的连接部。
[0094]图4示出当层I和层2以层叠的方式布置在合适的位置时剖切层I和层2的俯视图/透视图。然而，还未建立在层I和层2之间的连接。从左上方到右下方画出的阴影区域表示隔层1，而从右上方到左下方画出的阴影区表示密封层2。
[0095]在该实施方式中可以看出:桥形部23在边界12的区域内的宽度小于隔层I内的凹槽10的内部宽度。利用这点，可将桥形部23压入凹槽10中。
[0096]图5示出在将两个层互相连接之前，沿着图4中的线A-A的剖面图。在图5中，桥形部23已经被压入层I的凹槽10中，使得桥形部的与层I的边界11相邻的外边缘在第一层I的层厚内延伸。为了该目的，层2在凹槽10的区域内设置有弯曲部24a、24b，该弯曲部从膝状部28开始形成以相对于层2的平面成倾角α延伸的区域，而在两个弯曲部24a和24b之间的自由边缘22的中心区域27平行于该层的平面延伸。
[0097]当结合图2和图5考虑图4时，可以看出:边界11利用缺口 13a、13b、13c和13d以直线方式伸长，以便在起动期间提供足够的空间以及避免形成碎屑。
[0098]图6为在将层I和层2互相连接之前，沿着图4中的线B-B剖切层I和层2的剖面图。在该区域内，密封层2的桥形部23在第一层I的层厚内延伸。
[0099]图7示出了与图6相同的剖面图，然而是将层I和层2连接至根据本发明的平垫片之后的剖面图。为了该目的，边界12的区域在桥形部23的上方受到压缩，使得有利地形成凸缘14，该凸缘14在其自由边缘22处与桥形部23重叠。通过这样，在与层的平面正交的方向上产生在凸缘14和桥形部23的自由边缘22之间的锁合配合，这防止了层2与隔层I之间变得松动。因此，层I和层2被充分彼此连接以用于运输。
[0100]图8再次示出在连接的状态下剖切层叠布置的层I和层2的俯视图/透视图。
[0101]在密封层2的桥形部23的自由边缘22的中心区域内，隔层I的材料已经利用同心冲头被压缩，使得隔层I的边界12越过自由边缘22。在一个实施方式中，以合适的方式设计的相同的工具冲头可用于密封层2的桥形部23的成形和弯曲且随后用于隔层I的边界12的压缩。
[0102]图9示出在还没有连接的状态下本发明的连接部8的第二实施方式。除了第一实施方式外，除了隔层I和第一密封层2之外，第二密封层3被设置在隔层I的与第一密封层2相对的一侧上，在连接部8的区域内，该第二密封层3被设计成相对于密封层2镜像对称。图9示出与图5中的剖面图相同的剖面图。以相同的方式，密封层3包括与弯曲部24a、24b对称的弯曲部34a、34b，使得在隔层I的凹槽10内部的密封层3形成桥形部33。
[0103]图10示出在还没有连接的状态下与图6中的剖面图相同的剖面图，然而，该剖面图是第二实施方式的剖面图。密封层3具有与层2中的凹槽20a、20b相对应的凹槽30a、30b，凹槽30a、30b的外边缘31以及具有自由边缘32的桥形部33，该桥形部33被成形且布置成与密封层2的桥形部23对称。
[0104]图11示出了与图7类似的剖切连接状态下的连接部8的剖面图，然而，该剖面图是第二实施方式的剖面图。在连接部8的边界12区域内的隔层I不仅被成形为在桥形部23上方的凸缘14，而且被成形为在密封层3的桥形部33下方的凸缘14。因此，凸缘14分别越过外侧的桥形部23和33，从而以这种方式使层2和层3分别与隔层I连接以形成三层的平垫片。通过叠置的层I和层2之间的连接部以及叠置的层I和层3之间的连接部的这种布置，在该区域内的平垫片不是流体密封的。然而，在层2和层3的连接部的外侧可设置环绕连接部8的密封元件。
[0105]图12示出与图9中的剖面图相同的剖面图，然而，该剖面图是第三实施方式的剖面图。在该实施方式中，密封层与图9中的设计不同，该密封层不具有凹槽也不具有桥形部。在该部分，仅密封层2与根据本发明的隔层I连接。这在图13和图14的剖面图中示出，图13和图14的剖面图对应于图10和图11中的剖面图，然而图10和图11中不具有该密封层3的相应设计。有利地，密封层3可以在隔层I的其它部分处被连接到根据本发明的隔层I。利用这点，然后可使所有三个层1、层2和层3彼此连接以形成连接的平垫片。通过在层的平面内连接部的移位，有利地，由于连续的密封层3，故正交的、例如与隔层I的平面正交的在图14中示出的连接部8是流体密封的。在图11中示出的第二实施方式中，连接部8在与隔层I平面垂直的方向上不是流体密封的，这是由于此处的流体能够在弯曲部24a和24b的区域内以及缺口 13a至13d的区域内从平垫片的一侧流至平垫片的另一侧。
[0106]利用根据本发明的所有这些连接部8，与铆接相比，有利的是没有导致平垫片的增厚。利用这点，在平垫片的压缩区域中也可实现这些连接部。[0107]图15示出在未连接状态下的与图4类似的剖切隔层I和密封层2俯视图/透视图中的第四实施方式的连接部8。隔层I用从右上方到左下方的阴影线示出，而密封层2以左上方到右下方的更密的阴影线示出。凹槽10在其拐角处不具有缺口。桥形部23在其中心具有通道或开口 25，该通道或开口有利地形成圆形。在该开口 25处，例如，为了层的连接，工具可以被定心。
[0108]图16示出第五实施方式的连接部8的俯视图/透视图。在该实施方式中，隔层I用从右上方到左下方的阴影线表示，而密封层2用从左上方到右下方更窄的阴影线表示。如图15中所示，隔层I不具有缺口 13a至13d，这些缺口仅作为本发明的独立的和可选的特征。
[0109]另外，在第五实施方式中的桥形部23比隔层I内的凹槽10的对应内部宽度略宽。因此，在未压缩的状态下，该桥形部伸出超过隔层I的边界12。然而，在层I和层2的压缩和随后层I和层2的连接期间，该桥形部被压入凹槽10中，使得最终产生与先前实施方式类似的连接。
[0110]图17示出第六实施方式中在连接部8的区域内的隔层I的俯视图。凹槽10被设置在隔层I的外缘16上，使得仅形成一个边界12。与图2比较，可以发现，第六实施方式提供在图2中的左边界12处的连接，且类似地示出如在图2中的连接部8的“一半”。
[0111]图18示出在连接部8的区域内的第二层(例如，在第六实施方式中的密封层2)的俯视图。该密封层2仅示出具有外边缘21的一个凹槽20。该外边缘与具有附图标记22a的区域一起形成自由边缘，该自由边缘被提供用于与隔层I的连接。同时，该自由边缘22a与密封层2的外缘26的区域22b —起形成桥形部23。
[0112]图19示出未连接状态下的剖切第六实施方式的层叠布置的层I和层2的俯视图/透视图。桥形部23的自由边缘22a现邻近隔层I内的凹槽10的边界12。
[0113]图20为在未连接状态下的沿着图19中的线B-B剖切层I和层2的剖面图。此处，桥形部23已被弯曲成使得在桥形部的自由边缘22的区域内，该桥形部邻近隔层I在隔层I的厚度内延伸。
[0114]图17至图20示出未连接状态下的层I和层2，而图21和图22示出根据本发明的第六实施方式的在连接状态下的平垫片的连接部的区域。图21示出与图20对应的剖面图。然而，在此处，除了桥形部23的弯曲外，隔层的边界12被压缩使得，在形成凸缘14且凸缘14在自由边缘22的区域内越过桥形部23的同时，材料流动。这导致隔层I和密封层2之间的锁合配合，从而防止了与隔层I正交的密封层2的移动。
[0115]如果这样的连接部以更大尺寸设置在隔层I和密封层2之间，则隔层I和密封层2的装配可以以稳定的方式紧固。如果不同连接部分的桥形部23至少部分地关于它们的取向(例如，在平垫片的不同侧)彼此抵靠旋转，则还可以固定密封层2不会发生相对于隔层I的横向移动。这样，密封层2相对于隔层I可被完全固定。
[0116]图22示出贯穿在连接状态下的层I和层2在连接部8的区域内的俯视图/透视图。此处，可以发现，在凸缘14的区域内，隔层I的边界12越过在自由边缘22的区域内的桥形部23。两个外缘16和26 —起形成平垫片的连续的外缘，有利地，没有任意移动。
[0117]图23示出在第七实施方式中的变速器控制板100的一部分。在上密封层2的该俯视图中，可以识别出不同的连接部8a、8b和Sc。在贯穿凹槽20的部分剖面图中，位于下方的隔层的区域是可见的。
[0118]连接部8a采用第六实施方式中的设计，而连接部Sb和Sc被成形为第一实施方式中的连接部。连接部8b和Sc的桥形部23的取向彼此正交，使得这两个连接部不仅提供在与层2的平面正交的方向上的锁合配合，而且还产生在层2的平面内的两个笛卡尔坐标中的正向配合，由此得到整个变速器控制板100的正向配合。通过这样，层I和层2能够不再彼此抵靠着移动或滑动。
[0119]由于通过这两个连接部Sb和Sc，变速器控制板100的层被固定防止横向移动，因此，例如，通过根据第六实施方式的连接部，足以提供在另外的连接部处(例如，在连接部8a处)仅正交于层的平面的有效的连接。
[0120]在图24中示出另一实施方式的桥形部23和凹槽20的另外的设计。例如，如图24-a所示，桥形部23可以在自由边缘22的区域的中部被加宽。在图24_b或在图24_c内示出类似的加宽。在图24-d中示出桥形部23的直线设计。图24-d对应于前述实施方式中的设计。
[0121]图25示出第八实施方式的连接部8。在该实施方式中，连接区域在很大程度上被设计成与图11中(即，第二实施方式)的连接区域相同。图25示出与图11对应的剖面图。
[0122]与第二实施方式不同的是，另一层4 (例如，网格层)附加地设置在隔层I和第一密封层2之间。该层4在连接部8的区域内具有通道口 40。垫片层2的桥形部23在通道口40内被弯曲且以与第二实施方式中的相同方式被连接到隔层I。通过该连接，垫片层2在与层的延伸方向正交的方向以锁合配合的方式被连接到隔层I。由于另一层位于隔层I和第一密封层2之间，故该另一层由于隔层I与密封层2的连接也被保持在这两个层之间。
[0123]图26示出根据第九实施方式的仍处于未连接状态的叠置的第一层和第二层的俯视图/透视图。该实施方式的设计类似于图4中的实施方式(S卩，第一实施方式)。与图4中所不的第一实施方式不同的是，连接区域8被布置在第一隔层I的外缘16和第一密封层2的外缘26处。这样产生连接部，该连接部基本上对应于图4中示出的上半部。
[0124]隔层还具有凹槽10，凹槽10的两侧的边缘11直接延续到隔层I的外缘中。这导致凹陷到隔层I中。
[0125]以与图4中的第一实施方式的相同方式示出，第二密封层2包括凹槽20a和20b，所述凹槽通过桥形部23彼此隔开。凹槽20a和20b开口朝向第二密封层2的边缘26，使得桥形部23形成从密封层2突出的舌状部。在该实施方式中，该舌状部的外边缘22紧邻凹槽10的外边界12。以与第一实施方式的桥形部相同的方式，舌状部23被弯曲，使得外边缘22至少部分地位于凹槽10的平面内。当层I和层2以与图7中的第一实施方式所示的对应方式被连接时，在隔层I和密封层2之间得到与这两个层的平面正交的方向上的锁合配
八
口 ο
[0126]在该实施方式中描述的连接部8可沿着层I的外缘16和层2的外缘26被多次设置。如果在不同的连接部处的舌状部23的方向相对于彼此旋转，则通过例如在密封构造的四个边提供四个连接部8可以实现层I和层2的完整且稳定的连接，这样的连接也可在层的平面内不移动。
[0127]图27示出根据第十实施方式的用于液压系统100的控制板的俯视图或虚拟透视图的一部分且示出连接部8a和Sb。尽管连接部Sb靠近液压系统100的控制板的外缘，但是连接部8b并未到达液压系统100的控制板的外缘。相反，连接部8a到达液压系统100的控制板的外缘。在图27中省去了涂层的示图。
[0128]图28-a示出与图27中的连接部相对应的、在装配中但是在未连接状态下的根据第十实施方式的连接部。密封层2的区域的最大部分布置在顶部，密封层2具有弧形的凹槽20且沿着该凹槽弯曲较长的距离。弯曲部24包括自膝状部28开始从层2的平面以倾斜的方式向下延伸的部分和基本上平行于密封层2的平面延伸的邻接部分27。隔层I的一部分已经占据在凹槽20的内部。隔层I的这部分包括小的连接桥形部17，其无缝地延续到无拐角的冲头状头部18内。连接桥形部17和头部18 —起具有类似拼图连接的形状，因而连接桥形部17可基本上被认为是颈部。以突出于共同平面的方式的头部18的外边界12基本上对应于凹槽的边缘22。前者(即，外边界12)优选地与后者(即，边缘22)略微隔开，以允许头部18的平滑插入。邻近头部18的隔层I凹陷成最远围绕密封层2的膝状部28的弧形。该凹槽10再次占据密封层2的弯曲部24。
[0129]在图28-b中示出了与图28-a相同的连接部，但是该连接部处于连接状态。缺口15a沿着头部18的外边界12延伸且与该外边界12保持距离。这产生小的新月形区15b，该新月形区15b在缺口 15a和外边界12之间延伸。利用该缺口 15a的凹进，该新月形区15b被变形使得其延伸超出边界12的原始路线。由于该重新成形，边界12的路线超出密封层2的凹槽20的边缘22且通过锁合配合牢固地保持后者。
[0130]图29示出与图27中的连接部8a类似的第十一实施方式的连接部。该连接部与图28中密切关注的连接部8a或者连接部Sb的不同之处主要在于:隔层I在较大区域上凹陷且密封层2内的弯曲区域24的路线适合于凹槽10。以点虚线标出的该凹槽10的边缘从头部18和连接桥形部17开始，首先如在如述实施方式中以略微弯曲的方式在两侧延续，且通过这样，在其方向平行于连接桥形部17和头部18的中心线M延伸之前，从连接桥形部17分叉。因此，与前述实施方式中不同的是，凹槽10的两个边缘不存在接合(该接合将导致环状闭合从而凹槽10闭合)，但是凹槽10的边缘还平行于中心线M延伸且与隔层I的外缘16汇合。弯曲部24的弯曲线28平行于在隔`层I内切割出的凹槽10的边界延伸，且朝向隔层I内的凹槽10的内部略微地偏移。如图28-b也示出连接状态；与缺口 15a邻接的新月形区15b在密封层2的弯曲部27的一部分上变化且以锁合配合的方式保持密封层2的弯曲部27的一部分。
[0131]图30示出作为第十二实施方式的根据本发明的连接部8的另一实施方式的剖面图。
[0132]图30-a示出了例如沿着图28_a的线A剖切连接部的剖面，该连接部表示处于未连接状态下的在隔层I和密封层2之间的连接。这也可以为三层系统(该系统被认为在隔层的下侧未布置另外的垫片层3)的连接部、或者两层系统的连接部。图30-a示出，隔层I在围绕头部18的区域10内被切割成凹槽10，而密封层2的凹槽20基本上在头部18的区域上方延伸。伸入到共同平面内的凹槽10的外边界11与弯曲部24的弯曲线28的路线相一致。以倾斜方式延伸的弯曲部24的部分基本上覆盖与隔层I的高度H4对应的区域，使得朝向下侧的弯曲部的平面区域27基本上与头部18的下侧齐平且不伸出。
[0133]相应地，图30-b给出了贯穿图28-b的连接部的截面，且具有图30-a的连接部的连接状态。头部18在两侧上具有缺口 15a，缺口 15a通过小区域15b与头部18的外边界12隔开。由于该缺口，小区域15b朝向外边界12变形且越过密封层2的自由边缘22。因此，隔层在弯曲部24的下部分27的表面的一小段上伸出，且这样以锁合配合的方式保持密封层2。
[0134]图30-c示出根据本发明的用于液压系统100的三层控制板的分段的剖面图。在示出的截面中，可以识别出第一密封层2和隔层I的连接部8以及第二密封层3和隔层I的连接部8’。两个连接部都处于连接状态。此处，连接部8对应于图30-b中示出的连接部，不同之处是第二密封层3覆盖连接部8。此处，覆盖连接部的区域39是密封层3的非结构化部分。连接部8，基本上对应于连接部8，不同之处是:层2和层3在功能上彼此交换且密封层3相应地从下方连接到隔层I而不是从上方连接到隔层I。连接部8’被密封层2的区域29覆盖。
[0135]图30-c示出两个连接部8、8’，每一个连接部使密封层2或3与隔层I连接。假定连接部处的相应的其它密封层3或2不具有任何中断，则形成所有的层1、2和3的组装，该组装在垂直于层的平面的方向上是流体密封的。
[0136]从作为第十三实施方式的图31得出两个密封层2、3的互相连接的替选，其中隔层布置在密封层2和密封层3之间。图31-a示出在未连接的状态下的密封层2、3如何分别从下方和从上方移动到隔层I的头部18上；但是未建立锁合配合。此处，在所示的截面中密封层2、3相对于彼此基本上镜像对称延伸。它们分别通过弯曲部24而接合到隔层I的凹槽10中。通过这样，在弯曲线18处开始的各个弯曲部24，有利地首先作为倾斜部延伸，该倾斜部相对于对应的密封层2、3的中心平面具有10°至60°的角度-这是特定的特征。然后，它延续至直的部分27，该部分27平行于该中心平面延伸。在该情况下，弯曲部的高度H2、H3相当于隔层I的厚度H4的高度的一半。
[0137]当完成时，图31-b示出了连接的状态。在连接部8和8’上(B卩，在头部18的上侧和下侧上)，在该两侧上该头部分别具有缺口 15a、15a’，其导致了与缺口 15a、15a’邻接的区域15b、15b’的变形，且这种方式使头部18的外边界12移动。因此，头部18的外边界12与相应的密封层2、3的边缘22、22’重叠。因此，连接部基本上对应于密封层2和密封层3分别与隔层I的连接中的一个连接。然而，弯曲区27此处受到相应的支撑，而与这两个连接的相似部分不具有这样的支持表面。
[0138]图32示出了作为第十四实施方式的处于层的连接状态的根据本发明的液压系统的控制板100的另一实施方式的一部分的俯视图。该实施方式不同于前述的第十二实施方式和第十三实施方式，这是因为其具有在密封层2中的凹槽20和在隔层I内的凹槽10的不同形状、以及与上述不同形状一致的在隔层中连接桥形部17和头部18的形式。连接桥形部17和头部18无缝地越过、形成桥形部23且不能够被认为独立的部分。与图17的前述实施方式不同，由连接桥形部和头部构成的组合在两侧与隔层I连接，这与在开始时提到的实施方式相似。这种连接不具有拐角，且从直的形状偏离，因为其以在中部增厚的弧形指向外部。在隔层I (其在两侧与凹槽10邻接)内的凹槽10不是一件式，而是通过连接桥形部和头部的连续组合被分成两个几乎半月形10a、10b。以相同的方式，连接部在密封层2内具有大约为C-型弧形件的两个弯曲部24。角度偏移24不仅径向朝外，而且处于区域24’中，该角度偏移24构成了朝向连接桥形部和头部的组合的过渡。此处，作为有利特征的沿着其边界12的连接桥形部和头部的组合分别具有缺口 15a，这导致如前述相同的连接机构。在该实施方式中，还可在相同部分实现隔层I和两个或多个相邻的密封层2、3之间的连接。
[0139]在前述大部分实施方式中，出于更加清楚的目的，省去了任何涂层的示图。关于涂层，可以在具有预涂覆的金属板和在金属成形后涂层之间的应用之间进行区分。尽管前者导致在整个涂覆区域内基本上恒定的涂层厚度，然而在整个金属板的全部涂层的情况下，对于金属成形后涂层，涂覆材料集中在凹槽中，使得形成不规则的厚度。图33分别示出了作为第十五实施方式的在全焊道102区域内的密封层2的局部涂层103。密封层2在金属成形之后进行涂覆，例如该涂层通过丝网印刷来进行，使得涂层的厚度在焊道102的凹面内特别大，而在焊道102的其它区域和在直接紧邻的区域内，仅确定该涂层被充分涂覆。涂层103大约延伸焊道的一半宽度，且超出焊道102a、102b的脚部的转折点。然后是未涂覆的区域104。
[0140]图34示出作为第十六实施方式的在层I和层2相互连接之前，与图5相似的两层垫片的连接部的剖面图。在图34中，桥形部23被挤压穿过层I的凹槽10，使得当从第二平面2观看时，其外边缘22低于第一层I的平面延伸。为了该目的，在凹槽10的区域内的层2设有弯曲部24a、24b，其从膝状部28开始形成相对于层2的平面以角度α延伸的区域，而在弯曲部24a、24b之间的自由边缘22的中心区域27平行于层的平面延伸。该中心区域位于第一层I的下方。第一层I的边界11的捻缝使得形成桥形部23的中心区域27和第一层I之间的锁合配合，从而第二层2与第一层I连接。
[0141]此处，必要的是多种实施方式是可行的，其中，在中心区域27内的桥形部23未完全在层I的下方延伸，但其仅可部分地伸出超过层I的平面。
[0142]图35示出作为第十七实施方式的在层I和层2彼此连接之前，与图12相似的三层垫片的连接部的剖面图。与图12中的实施方式相比，在图35中的在连接部8的区域内的第三密封层3具有带有周向边缘31的凹槽30。由于层I的凹槽10，桥形部23被挤压到层3的凹槽30的区域，使得当从第二层2观看时，其外边缘22在第一层I的平面下方延伸。为了该目的，在凹槽10的区域内的层2设有弯曲部24a、24b，其从膝状部28开始形成以相对于层2的平面的角度α延伸的倾斜区域，而弯曲部24a、24b之间的自由边缘22的中心区域27平行于层的平面延伸。该中心区域的位置略低于第一层1，但是在第三层3的凹槽30内。通过第一层I的边界11的捻缝,可产生桥形部23的中心区域27和第一层I之间的锁合配合，从而第二层2与第一层I连接。
[0143]通过这样的三层的实施方式，与第一层I的平面正交的桥形部23的关于其厚度的中心区域27不需要全部延伸超出第一层。在另一实施方式中，该中心区域27还可在第三层3的厚度的下方延伸。
【权利要求】
1.一种平垫片，所述平垫片至少具有第一金属层(I)和第二金属层(2)，其中，至少所述第一金属层和所述第二金属层以至少部分覆盖的方式被布置成相互叠置且在至少一个连接部(8)处彼此连接,其特征在于,在所述连接部(8)中的至少一个连接部中，所述第一层包括边界(12)且所述第二层包括至少一个自由边缘(22)，其中所述自由边缘(22)被弯曲使得其在所述第一层(I)的层厚内与所述边界(12)相邻且沿着所述边界(12)的至少一部分延伸、或者所述自由边缘(22)在所述第一层(I)的远离所述第二层(2)的一侧部分地或者全部地在所述第一层(I)的层厚之外沿着所述边界(12)的至少一部分延伸，所述边界在所述第二层(2)的上方和/或下方与正交于所述第一层的平面的所述自由边缘(22)重叠，以形成与所述第一层(I)的平面正交地进行作用的锁合配合。
2.根据前一项权利要求所述的平垫片，其特征在于，在所述连接部(8)处，所述第二层(2)包括桥形部(23)，所述桥形部(23)的外边缘(22)作为自由边缘(22)至少部分与所述边界(12)相邻地延伸。
3.根据前一项权利要求所述的平垫片，其特征在于，所述桥形部(23)具有直的形状、弯曲形状、圆形、拐角形状、或者椭圆形状。
4.根据权利要求2或3所述的平垫片，其特征在于，所述桥形部(23)被形成相对于其纵向轴线和/或其横向轴线对称、或者旋转对称。
5.根据前述权利要求中任一项所述的平垫片，其特征在于，至少三个金属层(1、2、3)至少成对地被布置成相互叠置且至少部分地彼此覆盖，且所述三个层通过以下方式中的至少一种方式来连接: a)在至少一个连接部 (8)处，中间层分别与其相邻的各个层中的每一层成对连接； b)与所述中间层相邻的两个层在至少一个连接部处被连接，且所述中间层在所述连接部的区域内具有一个通道开口； c)所述至少三个层中的第一层(I)包括边界(12)，所述中间层以及与所述中间层相邻的层中的一个层分别包括自由边缘，其中两个自由边缘(22)被弯曲成使得所述自由边缘在所述第一层(I)的层厚内与所述边界相邻地沿着所述边界(12)的至少一部分延伸、或者在所述第一层(I)的远离所述中间层的一侧部分地或者全部地在所述第一层(I)的层厚之外延伸； d)所述至少三个层中的中间的第一层(I)包括边界(12)，在所述中间层的每一侧上分别与所述中间层相邻的两个层(2、3)包括自由边缘(22)，两个自由边缘(22)被弯曲成使得它们沿着所述边界(12)的至少一部分在所述第一层(I)的层厚内与所述边界(12)相邻地延伸。
6.根据前一项权利要求所述的平垫片，其特征在于，互相连接不同对的层的至少两个连接部(8)在所述层中的至少一个层的层平面内彼此隔开，或者被布置成与所述层平面正交地相互叠置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的平垫片，其特征在于，所述连接部具有的厚度小于彼此连接的层的层厚的总和。
8.一种用于生产具有至少一个第一金属层(I)和第二金属层(2)的平垫片的方法，其中，至少所述第一金属层和所述第二金属层(1，2)被布置成相互叠置，使得它们至少部分地重叠，并且在至少一个连接部(8)处，所述第一层(I)包括边界(12)，且所述第二层(2)包括至少一个自由边缘(22 )，所述自由边缘(22 )沿着所述边界(12 )的至少一部分延伸，其特征在于，在所述连接部(8)的至少一个连接部处，所述第二层(2)至少部分地变形，使得所述第二层的自由边缘(22 )在所述第一层(I)的层厚内沿着所述边界(12 )的至少一部分与所述边界(12)相邻地延伸，或者在所述第一层(I)的远离所述第二层(2)的一侧部分地或者全部地在所述第一层(I)的层厚之外延伸，并且，所述第一层(I)至少部分地被压缩，使得沿着所述边界(12)的至少一部分，所述边界(12)在所述第二层(2)的上方和/或下方越过与所述第一层的平面正交的所述自由边缘(22)，以形成与所述第一层(I)的平面正交的锁
9.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，利用相同工具和/或在相同的步骤中实现所述自由边缘(22)的变形和所述边界(12)的压缩。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述工具为冲头，尤其是对称的或旋转对称的冲头。
11.根据权 利要求8至10中任一项所述的方法用于生产排气垫片、汽缸盖垫片或者控制板的用途。
【文档编号】F16J15/08GK103814242SQ201280045900
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年7月20日 优先权日:2011年7月20日
【发明者】格奥尔格·埃格洛夫, K·赫赫, A·吉特尔曼, 马蒂亚斯·潘兹亚立克 申请人:莱茵兹-迪兹通斯有限公司